高考生物微專題（通用版）：第16講 人類對遺傳物質(zhì)的探索過程

第16講人類對遺傳物質(zhì)的探索過程內(nèi)容考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能內(nèi)容要求人類對遺傳物質(zhì)的探索過程生命觀念DNA的結(jié)構(gòu)與其作為遺傳物質(zhì)的功能相適應(yīng)近三年考情2020·全國卷Ⅱ(1)、2018·全國卷Ⅱ(5)、2018·全國卷Ⅲ(1)科學(xué)思維分析總結(jié)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理和過程，培養(yǎng)邏輯分析能力科學(xué)探究分析人類對遺傳物質(zhì)探索的實驗設(shè)計思路考點一肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗1.肺炎雙球菌的類型2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗僅能證明S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，但轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)不清楚。提醒發(fā)生轉(zhuǎn)化的只是少部分R型細(xì)菌。3.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗提醒(1)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因重組而非基因突變：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗是指S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組(屬于廣義上的)。(2)加熱并沒有使DNA完全失去活性：加熱殺死S型細(xì)菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨著溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。(1)格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗直接證明了DNA是“轉(zhuǎn)化因子”(×)(2)肺炎雙球菌的遺傳遵循基因的分離定律和自由組合定律(×)(3)艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)(×)(4)在艾弗里的實驗中，DNA酶將S型細(xì)菌的DNA分解為脫氧核苷酸，因此不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化(√)(5)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗采用了物質(zhì)提純、鑒定與細(xì)菌體外培養(yǎng)等技術(shù)(√)1.體外轉(zhuǎn)化實驗中導(dǎo)致R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌時遺傳物質(zhì)、原料、能量分別由哪方提供？eq\x(必修②P44“內(nèi)文信息”)提示實現(xiàn)轉(zhuǎn)化時遺傳物質(zhì)來自S型細(xì)菌，原料和能量均來自R型細(xì)菌。2.肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中，設(shè)置“S型細(xì)菌的DNA中加DNA酶”實驗組的作用是什么？eq\x(必修②P44“圖3－3”拓展)提示起對照作用。用DNA酶分解從S型活細(xì)菌中提取的DNA，結(jié)果不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，說明DNA才是使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)。考向圍繞肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，考查科學(xué)探究能力1.(2020·浙江7月選考，12改編)下列關(guān)于“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”的敘述，正確的是()A.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中，R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌不能穩(wěn)定遺傳B.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的莢膜物質(zhì)使R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌C.體外轉(zhuǎn)化實驗中，蛋白質(zhì)也能使部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌且可實現(xiàn)穩(wěn)定遺傳D.體外轉(zhuǎn)化實驗中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌答案D解析R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌屬于基因重組，是可遺傳變異，能夠穩(wěn)定遺傳，A錯誤；能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的轉(zhuǎn)化因子是S型菌的DNA而不是莢膜物質(zhì)，B錯誤；轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)，所以蛋白質(zhì)不會使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，C錯誤；S型菌提取物中的DNA經(jīng)過DNA酶處理后會被降解，從而不能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，D正確。2.(2021·四川成都七中模擬)在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，則小鼠體內(nèi)S型、R型細(xì)菌含量變化情況最可能是()答案B解析隨著R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，S型細(xì)菌的數(shù)量變化呈現(xiàn)“S型”曲線。R型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)開始時大部分會被免疫系統(tǒng)消滅，隨著小鼠免疫系統(tǒng)的破壞，R型細(xì)菌數(shù)量又開始增加?？键c二噬菌體侵染細(xì)菌實驗1.實驗材料T2噬菌體和大腸桿菌。(1)噬菌體的結(jié)構(gòu)及生活方式(2)噬菌體的增殖2.實驗方法同位素標(biāo)記法。該實驗中用35S、32P分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA。為什么不能用14C和18O?3.實驗過程及結(jié)果(1)標(biāo)記噬菌體T2噬菌體屬于病毒，專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)，不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)。若要標(biāo)記T2噬菌體，需先標(biāo)記大腸桿菌。(2)噬菌體侵染細(xì)菌對比實驗(相互對照)提示攪拌的目的是把吸附在細(xì)菌上的噬菌體外殼和細(xì)菌分開；離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。4.實驗結(jié)果分析(1)噬菌體侵染細(xì)菌時，其DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼留在外面。(2)子代噬菌體的各種性狀是通過親代DNA遺傳的。5.結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)。[思維巧記]“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況(1)噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等(×)(2)噬菌體能在宿主細(xì)胞內(nèi)以二分裂的方式增殖，使該細(xì)菌裂解(×)(3)32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌的實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)(×)(4)噬菌體侵染細(xì)菌的實驗獲得成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中(√)(5)分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體(×)1.對T2噬菌體的化學(xué)組成分析表明：僅蛋白質(zhì)分子中含有硫，磷幾乎都存在于DNA分子中。eq\x(必修②P45“相關(guān)信息”)2.盡管艾弗里、赫爾希等人的實驗方法不同，但其最關(guān)鍵的實驗設(shè)計思路卻有共同之處，你能否具體指出？eq\x(必修②P46“思考與討論”)提示最關(guān)鍵的實驗設(shè)計思路是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨地、直接地去觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用。1.(科學(xué)思維)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上沉淀物中不含放射性，但實際上含有少量放射性的原因是___________________________________。提示可能由于攪拌不充分，離心時間過短，轉(zhuǎn)速過低等原因有少量含35S的噬菌體外殼仍吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)了少量的放射性。2.(科學(xué)探究)請寫出將T2噬菌體標(biāo)記上32P的步驟：(1)配制適合培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基中加入用32P標(biāo)記的脫氧核苷酸，作為合成DNA的原料；(2)在培養(yǎng)基中接種大腸桿菌，培養(yǎng)一段時間后再接種T2噬菌體，繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)；(3)在培養(yǎng)液中提取出所需要的T2噬菌體，其體內(nèi)的DNA被標(biāo)記上32P。1.噬菌體侵染細(xì)菌實驗的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)——“保溫”與“攪拌”(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌2.比較肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗項目肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細(xì)菌實驗設(shè)計思路設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能處理方法直接分離：分離S型細(xì)菌的DNA、莢膜多糖、蛋白質(zhì)等分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)同位素標(biāo)記法：分別用同位素35S、32P標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA檢測方式觀察菌落類型檢測放射性同位素存在位置結(jié)論證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能直接證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)因蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)考向1巧借噬菌體侵染細(xì)菌實驗，考查科學(xué)探究能力1.(2019·江蘇卷，3改編)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗證實了DNA是遺傳物質(zhì)，下列關(guān)于該實驗的敘述正確的是()A.實驗中可用15N代替32P標(biāo)記DNAB.噬菌體外殼蛋白是由大腸桿菌的DNA控制形成的C.噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌D.實驗證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA答案C解析N是蛋白質(zhì)和DNA共有的元素，若用15N代替32P標(biāo)記噬菌體的DNA，則其蛋白質(zhì)也會被標(biāo)記，不能區(qū)分噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，A錯誤；噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是以噬菌體的DNA為模板，利用大腸桿菌體內(nèi)的原料合成的，B錯誤；子代噬菌體DNA合成的模板來自親代噬菌體自身的DNA，而合成的原料來自大腸桿菌，C正確；該實驗證明了噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，D錯誤。2.(2021·廣東深圳調(diào)研)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液帶有放射性的原因可能是()A.攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細(xì)菌分離B.噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體C.離心時間過長，上清液中析出較重的大腸桿菌D.32P標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，離心后存在于上清液中答案B解析用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時，攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細(xì)菌分離，上清液中不會出現(xiàn)放射性，A錯誤；上清液的放射性占15%，原因可能是保溫時間偏長，噬菌體大量繁殖后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體，B正確；不論離心時間多長，上清液中也不會析出較重的大腸桿菌，C錯誤；32P不可能標(biāo)記在噬菌體蛋白質(zhì)上，D錯誤?？枷?結(jié)合兩大經(jīng)典實驗，考查科學(xué)思維能力3.(2021·中原名校聯(lián)盟質(zhì)量考評)關(guān)于肺炎雙球菌的體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗以及T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗的分析正確的是()A.設(shè)計思路一致B.都用到了同位素標(biāo)記法C.都不能得出蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論D.所涉及生物的遺傳物質(zhì)都是DNA答案D解析三個實驗中，只有肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的設(shè)計思路相同，A錯誤；肺炎雙球菌的體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗都沒有用到放射性同位素標(biāo)記法，B錯誤；肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗?zāi)艿贸龅鞍踪|(zhì)不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論，C錯誤；三個實驗所涉及生物有T2噬菌體、小鼠、細(xì)菌，它們的遺傳物質(zhì)都是DNA，D正確。4.(2020·海南省高考模擬，4)下列各項中，能作為DNA是遺傳物質(zhì)直接證據(jù)的是()A.不同生物的DNA不同B.同種生物的不同細(xì)胞中，DNA的性質(zhì)和含量保持恒定C.用加熱殺死的S型肺炎雙球菌能把R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活菌D.赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行的噬菌體侵染細(xì)菌的實驗答案D解析不同生物的DNA不同，只能證明DNA的多樣性，不能證明DNA是生物的遺傳物質(zhì)，A錯誤；同種生物的不同細(xì)胞中，DNA的性質(zhì)和含量保持恒定，不能證明DNA是生物的遺傳物質(zhì)，B錯誤；用加熱殺死的S型肺炎雙球菌能把R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌，可證明加熱殺死的S型肺炎雙球菌中有能把R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的物質(zhì)，不能證明DNA是生物的遺傳物質(zhì)，C錯誤；赫爾希和蔡斯利用同位素32P、35S分別標(biāo)記DNA、蛋白質(zhì)，通過噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，D正確?？键c三生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的分析1.煙草花葉病毒感染煙草的實驗2.DNA是主要的遺傳物質(zhì)就生物個體而言，其遺傳物質(zhì)是唯一的。真核生物與原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA，因而DNA是主要的遺傳物質(zhì)。是對整個生物界而言。3.不同生物的遺傳物質(zhì)常見的RNA病毒有哪些？生物類型病毒原核生物真核生物體內(nèi)核酸種類DNA或RNADNA和RNADNA和RNA體內(nèi)堿基種類4種5種5種體內(nèi)核苷酸種類4種8種8種遺傳物質(zhì)DNA或RNADNADNA實例噬菌體、煙草花葉病毒乳酸菌、藍(lán)藻玉米、小麥、人提示常見的RNA病毒有：2019新型冠狀病毒、煙草花葉病毒、HIV、禽流感病毒等。考向探究遺傳物質(zhì)的思路與方法1.(2021·山西運城調(diào)研)已知煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能侵染煙草葉片，且兩者都由蛋白質(zhì)和RNA組成，如圖是探索HRV的遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是RNA的操作流程圖。請據(jù)圖分析下列說法錯誤的是()A.本實驗運用了對照原則，無空白對照組B.實驗過程中重組病毒的后代是HRVC.該實驗只能說明HRV的遺傳物質(zhì)是RNAD.若運用同位素標(biāo)記法，不能選擇15N標(biāo)記答案A解析a組和b組分別由TMV和HRV直接侵染煙草葉片，屬于空白對照組，A錯誤；將TMV的蛋白質(zhì)外殼和HRV的RNA進(jìn)行重組，獲得重組病毒，其后代是HRV，B正確；該實驗只設(shè)計用HRV的RNA和TMV的蛋白質(zhì)外殼重組獲得的病毒侵染煙草葉片的實驗，因此，該實驗只能證明HRV的遺傳物質(zhì)是RNA，C正確；病毒的蛋白質(zhì)外殼和RNA均含有N，故無法用15N將蛋白質(zhì)外殼和RNA區(qū)分開，因此，不能選擇15N標(biāo)記，D正確。2.(2021·安徽蚌埠聯(lián)考)某科研機構(gòu)發(fā)現(xiàn)了一種新型病毒，并對該病毒的遺傳物質(zhì)做了進(jìn)一步研究。請思考并回答下列相關(guān)問題：(1)據(jù)研究人員介紹，該病毒的遺傳物質(zhì)比HIV的遺傳物質(zhì)更加穩(wěn)定。據(jù)此可初步推測，該病毒的遺傳物質(zhì)是________，理由是 。(2)通過化學(xué)分析的方法對該病毒的遺傳物質(zhì)種類進(jìn)行研究，分析其五碳糖或堿基種類均可作出判斷，如果________________，則為DNA；如果________________，則為RNA。(3)也可以用同位素標(biāo)記技術(shù)研究其遺傳物質(zhì)種類，將宿主細(xì)胞置于含有放射性標(biāo)記核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再用病毒感染該宿主細(xì)胞，一段時間后搜集病毒并檢測其放射性。培養(yǎng)基中的各種核苷酸是否都需要標(biāo)記？________，理由是 。答案(1)DNADNA是雙鏈而RNA是單鏈，DNA的結(jié)構(gòu)相比RNA更穩(wěn)定，不易發(fā)生變異(2)五碳糖是脫氧核糖或含堿基T五碳糖是核糖或含堿基U(3)不需要如果對各種核苷酸都進(jìn)行標(biāo)記，則該病毒的核酸無論是DNA還是RNA，在病毒中均能檢測到放射性解析本題主要考查遺傳物質(zhì)的探究實驗的相關(guān)知識。(1)HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，易發(fā)生變異，而題中病毒的遺傳物質(zhì)比HIV的遺傳物質(zhì)穩(wěn)定，說明其遺傳物質(zhì)是DNA，DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，不易發(fā)生變異。(2)兩種核酸中，DNA特有的成分是脫氧核糖和胸腺嘧啶，RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶。(3)如果對各種核苷酸都進(jìn)行標(biāo)記，則該病毒的核酸無論是DNA還是RNA，在病毒中均能檢測到放射性，因此培養(yǎng)基中的核苷酸是不需要都標(biāo)記的。探究遺傳物質(zhì)的方法1.探究思路(1)若探究哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)——設(shè)法將物質(zhì)分開，單獨看作用。(2)若探究未知病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA——利用酶的專一性或同位素標(biāo)記法。2.探究方法重溫真題經(jīng)典再現(xiàn)1.經(jīng)典重組判斷正誤(1)新冠病毒與肺炎雙球菌均可利用自身的核糖體進(jìn)行蛋白質(zhì)合成(2020·全國卷Ⅱ，1B)()(2)新冠病毒與肺炎雙球菌二者遺傳物質(zhì)所含有的核苷酸是相同的(2020·全國卷Ⅱ，1C)()(3)T2噬菌體可感染肺炎雙球菌導(dǎo)致其裂解(2018·全國卷Ⅱ，5B)()(4)艾弗里實驗證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡(2017·江蘇卷，2B)()(5)T2噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)中含硫元素。(2013·海南卷，13A)()(6)格里菲思實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)(2016·江蘇卷，1B)()提示(1)×新冠病毒不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不含核糖體等細(xì)胞器。(2)×新冠病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)為DNA，二者核苷酸不同。(3)×T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。(4)×(5)×核酸中不含硫元素。(6)×2.(2019·海南卷，21)下列實驗及結(jié)果中，能作為直接證據(jù)說明“核糖核酸是遺傳物質(zhì)”的是()A.紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紅花，F(xiàn)2中紅花∶白花＝3∶1B.病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲C.加熱殺死的S型肺炎雙球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌D.用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性答案B解析紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紅花，F(xiàn)2中紅花∶白花＝3∶1，屬于性狀分離現(xiàn)象，不能說明RNA是遺傳物質(zhì)，A錯誤；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲，說明病毒甲的RNA是遺傳物質(zhì)，B正確；加熱殺死的S型肺炎雙球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌，只能說明加熱殺死的S型菌存在轉(zhuǎn)化因子，不能說明RNA是遺傳物質(zhì)，C錯誤；用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性，說明蛋白質(zhì)未進(jìn)入大腸桿菌，不能證明RNA是遺傳物質(zhì)，D錯誤。3.(2017·全國卷Ⅱ，2)在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述，正確的是()A.T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復(fù)制和增殖B.T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì)C.培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中D.人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同答案C解析T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，不能侵染肺炎雙球菌，所以不可以在肺炎雙球菌中復(fù)制和增殖，A錯誤；病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨立生活，所以在T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)不可以合成mRNA和蛋白質(zhì)，需要借助宿主細(xì)胞來合成mRNA和蛋白質(zhì)，B錯誤；噬菌體侵染細(xì)菌時，其DNA進(jìn)入細(xì)菌并作為模板控制子代噬菌體的合成，復(fù)制及表達(dá)需大腸桿菌提供原料、酶和ATP，所以培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D錯誤。4.(2017·全國卷Ⅰ，29)根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型，有些病毒對人類健康會造成很大危害，通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換，請利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計實驗以確定一種新病毒的類型，簡要寫出：(1)實驗思路，(2)預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論即可。(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)答案(1)實驗思路：甲組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。(2)結(jié)果及結(jié)論：若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；若乙組收集的病毒有放射性，甲組無，即為DNA病毒。解析(1)DNA和RNA的化學(xué)組成存在差異，如DNA特有的堿基是T，而RNA特有的堿基是U，因此可用放射性同位素分別標(biāo)記堿基T和堿基U，通過檢測子代的放射性可知該病毒的類型。根據(jù)分析，本實驗思路為：甲組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。(2)若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；若乙組收集的病毒有放射性，甲組無，即為DNA病毒。課后·分層訓(xùn)練(時間：35分鐘)1.(2020·北京等級?？迹?)在噬菌體侵染白喉棒狀桿菌并增殖的過程中，需要借助細(xì)胞器完成的步驟是()A.噬菌體特異性吸附在細(xì)菌細(xì)胞上B.噬菌體遺傳物質(zhì)整合到細(xì)菌DNA上C.噬菌體DNA在細(xì)菌細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄D.噬菌體的蛋白質(zhì)在細(xì)菌細(xì)胞中合成答案D解析噬菌體特異性吸附在細(xì)菌細(xì)胞上不需要借助細(xì)胞器完成，A錯誤；噬菌體將其遺傳物質(zhì)注入到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，并整合到細(xì)菌的DNA上，不需要借助細(xì)胞器完成，B錯誤；噬菌體的DNA在細(xì)菌細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄，發(fā)生在擬核，不需要借助細(xì)胞器完成，C錯誤；噬菌體蛋白質(zhì)的合成需要借助細(xì)菌的核糖體，D正確。2.(2021·湖南師大附中檢測)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實驗，結(jié)果如下表，從表可知()實驗組號接種菌型加入S型菌物質(zhì)培養(yǎng)皿長菌情況①R蛋白質(zhì)R型②R莢膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA(經(jīng)DNA酶處理)R型A.①不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.②說明S型菌的莢膜多糖有轉(zhuǎn)化活性C.①～④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.③和④說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子答案D解析實驗①加入了蛋白質(zhì)，但R型細(xì)菌并未發(fā)生轉(zhuǎn)化，說明蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子，A錯誤；實驗②加入S型細(xì)菌的莢膜多糖，但R型細(xì)菌未發(fā)生變化，說明該物質(zhì)沒有轉(zhuǎn)化活性，B錯誤；四組實驗證明能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的是S型細(xì)菌的DNA，而不是蛋白質(zhì)，從而證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，C錯誤；加入DNA酶后，R型細(xì)菌不再發(fā)生轉(zhuǎn)化，間接證明了DNA就是轉(zhuǎn)化因子，D正確。3.(2021·福建廈門模擬)如圖是T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗的部分實驗步驟示意圖，對此實驗有關(guān)敘述錯誤的是()A.本實驗選用T2噬菌體做實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNAB.圖示實驗步驟中若混合培養(yǎng)后保溫時間過長則上清液中放射性會增強C.本實驗所使用的被標(biāo)記的噬菌體不能通過接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得D.T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗未能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)答案B解析本實驗選用噬菌體做實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA，A正確；本實驗是用35S標(biāo)記噬菌體，圖示實驗步驟中若混合培養(yǎng)后保溫時間過長上清液中放射性也不會增強，B錯誤；本實驗所使用的被標(biāo)記的噬菌體不能通過接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得，只能通過活的被標(biāo)記的大腸桿菌培養(yǎng)獲得，C正確；噬菌體侵染大腸桿菌實驗?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì)，但未能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D正確。4.(2021·河南頂級名校聯(lián)考)下列關(guān)于肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗以及噬菌體侵染細(xì)菌實驗的分析錯誤的是()A.R型活菌與S型菌的DNA混合培養(yǎng)，培養(yǎng)皿中出現(xiàn)R型菌落和S型菌落B.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，在新形成的噬菌體中檢測到32P，證明噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)C.在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，離心的目的是使病毒的DNA和蛋白質(zhì)分離D.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的思路相同而實驗技術(shù)不同答案C解析R型活菌與S型菌的DNA混合培養(yǎng)，部分R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，培養(yǎng)皿中出現(xiàn)R型菌落和S型菌落，A正確；噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，在新形成的子代噬菌體中檢測到放射性32P，證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，B正確；噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌表面的噬菌體外殼與大腸桿菌分離，C錯誤；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的思路相同：將DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨觀察它們的作用。實驗技術(shù)不同：肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗采用了物質(zhì)提純的技術(shù)，而噬菌體侵染細(xì)菌實驗采用了放射性同位素標(biāo)記法和離心技術(shù)，D正確。5.(2021·山西臨汾一中模擬)下列哪項事實能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)()A.人們確認(rèn)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA之后，發(fā)現(xiàn)某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNAB.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，表明DNA在親子代噬菌體之間起橋梁作用C.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗表明，只有加入S型菌的DNA才能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌D.人們得出染色體與生物的遺傳有關(guān)之后，發(fā)現(xiàn)染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)答案A解析人們早期認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，后來隨著核酸的發(fā)現(xiàn)，人們便開始探索遺傳物質(zhì)的真正奧秘。諸多實驗證明自然界大部分生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，后來發(fā)現(xiàn)某些病毒不含DNA，只含RNA，但是這樣的生物在自然界比較少，所以普遍認(rèn)為DNA才是主要的遺傳物質(zhì)，A正確；B、C、D都體現(xiàn)的是DNA是遺傳物質(zhì)。6.(2021·湖南師大附中檢測)用32P標(biāo)記的一個噬菌體侵染用15N標(biāo)記的大腸桿菌，一段時間后大腸桿菌裂解釋放出100個子代噬菌體。下列有關(guān)敘述不正確的是()A.所有子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中都含15NB.所有子代噬菌體的核酸中都含15NC.含32P的子代噬菌體占所有子代噬菌體的eq\f(1,50)D.所有子代噬菌體只含15N不含32P答案D解析N是構(gòu)成蛋白質(zhì)和DNA的重要元素，而合成子代噬菌體的原料全部來自大腸桿菌，A、B正確；由于DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，無論DNA復(fù)制多少代，所有子代噬菌體中只有2個各自含有親代DNA的一條鏈，因此含32P的子代噬菌體占所有子代噬菌體的eq\f(1,50)，C正確，D錯誤。7.(2021·陜西西安高新中學(xué)檢測)自2009年3月起，在墨西哥和美國等先后發(fā)生甲型H1N1流感后，我國及世界各國都先后向世界衛(wèi)生組織申請索要甲型H1N1流感病毒毒株用于生產(chǎn)疫苗，我國研制出的預(yù)防甲型H1N1流感的疫苗，已在全國進(jìn)行分批次免費接種。據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：(1)在研制疫苗過程中，實驗室獲得大量甲型H1N1病毒，不是將病毒直接接種在無細(xì)胞的培養(yǎng)基上，而是將其接種到7日齡的活雞胚上培養(yǎng)，其原因是 。(2)利用特定的顏色反應(yīng)來鑒定H1N1流感病毒的化學(xué)成分，原理是①RNA在濃鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色；②DNA可被甲基綠染色劑染成綠色；③ 。(3)在上述鑒定其化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，請利用活雞胚為材料，以雞胚組織中是否含有H1N1病毒為檢測指標(biāo)，設(shè)計實驗探究H1N1病毒的遺傳物質(zhì)并預(yù)測結(jié)果和結(jié)論。①實驗設(shè)計思路： 。②實驗結(jié)果、結(jié)論：a. ，說明H1N1病毒的RNA和蛋白質(zhì)都具有遺傳效應(yīng)。b. ，說明。c.只在用蛋白質(zhì)感染的雞胚中檢測到H1N1病毒，說明 。答案(1)病毒的繁殖只能在宿主細(xì)胞中進(jìn)行(2)③蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)顯紫色(3)①將H1N1病毒的RNA和蛋白質(zhì)分開，分別用RNA和蛋白質(zhì)感染活雞胚組織，在適宜條件下培養(yǎng)一段時間，分別檢測雞胚中是否存在H1N1病毒②a.在用RNA、蛋白質(zhì)分別感染的雞胚中都檢測到了H1N1病毒b.只在用RNA感染的雞胚中檢測到H1N1病毒H1N1病毒的RNA具有遺傳效應(yīng)c.H1N1病毒的蛋白質(zhì)具有遺傳效應(yīng)解析(1)病毒營寄生生活，只能在活細(xì)胞中生存。(2)蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑鑒定。(3)根據(jù)題意可知，要探究H1N1病毒的遺傳物質(zhì)，其設(shè)計思路是將H1N1病毒的化學(xué)成分分離開，分別感染活雞胚，檢測雞胚中是否有H1N1病毒存在。探究性實驗的結(jié)果及結(jié)論可能存在多種情況，需要進(jìn)行全面預(yù)測。8.(2021·江西階段性檢測)艾弗里完成肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗后，持反對觀點者認(rèn)為“DNA可能只是在細(xì)胞表面起化學(xué)作用形成莢膜，而不是起遺傳作用”。已知S型肺炎雙球菌中存在能抗青霉素的突變型(這種對青霉素的抗性不是莢膜產(chǎn)生的)。下列實驗設(shè)計思路能反駁上述觀點的是()A.R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的S型菌B.R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)S型菌C.R型菌＋S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)S型菌D.R型菌＋S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的S型菌答案A解析S型肺炎雙球菌中存在能抗青霉素的突變型，而且這種抗性不是莢膜產(chǎn)生的，所以R型菌與抗青霉素的S型菌的DNA混合培養(yǎng)，若出現(xiàn)的S型菌也抗青霉素，說明抗青霉素性狀的出現(xiàn)不是莢膜造成的，即DNA不是只在細(xì)胞表面起化學(xué)作用形成莢膜，而是起遺傳作用，A符合題意。選項B的預(yù)期結(jié)果與實驗處理不相符，選項C處理的結(jié)果不能證明產(chǎn)生莢膜的真正原因，選項D的預(yù)期結(jié)果與實驗處理不相符，故B、C、D均不符合題意。9.(2021·華中師大一附中調(diào)研)下列關(guān)于“肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗”和“T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”的敘述中，錯誤的是()A.將S型細(xì)菌的DNA與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，一段時間后培養(yǎng)基中會有兩種菌落B.在用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗中，細(xì)菌裂解后得到的T2噬菌體大多數(shù)有放射性C.在用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗中，保溫時間太長或太短均可導(dǎo)致上清液放射性升高D.兩個實驗的設(shè)計思路都是設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分開后單獨研究各自的效應(yīng)答案B解析S型細(xì)菌的DNA會使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，一段時間后，培養(yǎng)基中會有兩種菌落并存，A正確；35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)，在T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗中，只有DNA進(jìn)入大腸桿菌中，蛋白質(zhì)外殼留在外面，細(xì)菌裂解后得到的子代噬菌體沒有放射性，B錯誤；用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染細(xì)菌時，保溫時間太長，細(xì)菌將會裂解，保溫時間太短，T2噬菌體沒有完全侵入，兩種情況均可導(dǎo)致上清液放射性升高，C正確；兩個實驗的設(shè)計思路均是設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開后單獨研究各自的效應(yīng)，D正確。10.(2021·武漢市調(diào)研)為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗。下圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實驗及病毒、細(xì)菌的有關(guān)敘述正確的是()A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的營養(yǎng)成分中要加入32P標(biāo)記的無機鹽B.若要達(dá)到實驗?zāi)康?，還要再設(shè)計一組用35S標(biāo)記噬菌體的實驗，兩組相互對照，都是實驗組C.噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律D.若本組實驗B(上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳物質(zhì)答案B解析由于親代噬菌體已用32P標(biāo)記，要研究該標(biāo)記物出現(xiàn)的部位，因此培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)液不應(yīng)含有32P標(biāo)記的無機鹽，A錯誤；由題中的一組實驗?zāi)軌蜃C明DNA是遺傳物質(zhì)，但是不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因此應(yīng)設(shè)置用35S標(biāo)記噬菌體的實驗作為相互對照，兩組都是實驗組，B正確；基因分離定律適用于進(jìn)行有性生殖的真核生物的核基因的遺傳，病毒和細(xì)菌的遺傳均不遵循該規(guī)律，C錯誤；正常情況下，實驗B(上清液)中也會出現(xiàn)少量放射性，可能是培養(yǎng)時間較短，部分噬菌體沒有侵入大腸桿菌，仍存在于培養(yǎng)液中，也可能是保溫時間過長，子代噬菌體會從大腸桿菌中釋放出來，導(dǎo)致上清液中也會出現(xiàn)放射性，也能證明DNA是遺傳物質(zhì)，D錯誤。11.(2021·河南九師聯(lián)盟)下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)的實驗敘述，正確的是()A.格里菲思實驗證明DNA是使R型肺炎雙球菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)B.艾弗里提取的S型菌的DNA與R型活菌混合培養(yǎng)后可觀察到兩種菌落C.赫爾希和蔡斯實驗中攪拌的目的是裂解細(xì)菌釋放出T2噬菌體D.赫爾希和蔡斯實驗中細(xì)菌裂解后得到的T2噬菌體都帶有32P標(biāo)記答案B解析格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗得出的結(jié)論是加熱殺死的S型細(xì)菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”，可使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，但是沒有證明轉(zhuǎn)化因子是DNA，A錯誤；將S型細(xì)菌的DNA與R型活菌混合培養(yǎng)，部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，一段時間后培養(yǎng)基中會有兩種菌落并存，B正確；在赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌脫離，C錯誤；赫爾希和蔡斯實驗中細(xì)菌裂解后得到的T2噬菌體并不是都帶有32P標(biāo)記，T2噬菌體遺傳物質(zhì)是DNA，只有含有親代噬菌體DNA鏈的子代噬菌體才帶有32P標(biāo)記，D錯誤。12.(2021·河北唐山質(zhì)檢)如圖為T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗的部分步驟和結(jié)果，請據(jù)圖回答下列問題：(1)T2噬菌體的化學(xué)成分是________，用放射性32P標(biāo)記的是T2噬菌體的________。(2)要獲得32P標(biāo)記的噬菌體，必須用含32P的大腸桿菌培養(yǎng)，而不能用含32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，原因是 。(3)實驗過程中攪拌的目的是 ，離心后放射性較高的是________(填“上清液”或“沉淀物”)。(4)接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長，發(fā)現(xiàn)上清液中放射性增